Tecnologie di trasformazione delle materie plastiche

Materiali Polimerica

Vantaggi Materie Plastiche

• Economicità
• Colorabilità
• Isolamento acustico/term./elettr.
• Resistenza corrosione
• Inerzia chimica
• Idrorepellenza
• Versatilità
• Facilità di lavorazione
• Leggerezza
• Buone proprietà elastiche

Svantaggi Mat. Plastiche

• Instabilità dimensionale
• Utilizzabili in un range stretto di temp.
• Fragilità
• Infiamabilità
• Non degradabilità
• Scarse proprietà meccaniche

Storia dei Polimeri

• 1839 - Goodyear → gomma vulcanizzata
• 1865 - Hyatt → celluloide (pellicole cinematografiche)
• 1912 - Ostromislenski → PVC (dischi fonografici)
• 1936-39 → PE, PMMA
• 1935 - Carothers → Nylon (industria tessile)
• 1941 - Whinfield/Dickson → PET (pile e bottiglie)
• 1954 - Natta → PP
• 1957 - Mottacini → Moplen (PP isotattico)

Materiali Polimerici

Vantaggi Materie Plastiche

• Economicità
• Colorabilità
• Isolamento acustico/term./elettr.
• Resistenza corrosione
• Inerzia chimica
• Idrorepellenza
• Versatilità
• Facilità di lavorazione
• Leggerezza
• Buone proprietà elastiche

Svantaggi Mat. Plastiche

• Instabilità dimensionale
• Utilizzabili in un range stretto di temp.
• Fragilità
• Infiammabilità
• Non degradabilità
• Scarse proprietà meccaniche

Storia dei Polimeri

• 1838 - Goodyear → gomma vulcanizzata
• 1865 - Hyatt → celluloide (pellicole cinematografiche)
• 1912 - Ostromislenski → PVC (dischi fonografici)
• 1936-39 → PE, PMMA
• 1935 - Carothers → Nylon (industria tessile)
• 1941 - Whinfield/Dickson → PET (pile e bottiglie)
• 1954 - Natta → PP
• 1957 - Montecatini → Moplen (PP isotattico)

GENERALITÀ SUI POLIMERI

Polimero = macromolecola (molecola con alto PM) costituita da un gran numero di gruppi molecolari (monomeri), uniti a catena mediante la ripetizione dello stesso tipo di legame (covalente).

Polimerizzazione = processo che porta alla formazione di un polimero.

Grado di polimerizz. = numero di unità ripetitive che vanno a costituire una catena (n)

Classificazione in base a n:

• 2 < n < 10 → oligomeri
• 10 < n < 100 → bassi polimeri
• 100 < n < 1000 → medi polimeri
• n > 1000 → alti polimeri

Peso molecolare

Il polimero presenta catene con lunghezze differenti → introduzione del concetto di peso molecolare medio (nelle altre classi di mat. il PM è fisso).

PM = PM₀ . n ↑ PM , ↑ proprietà meccaniche

del monomero↳grado polim.

Peso molecolare medio → numerale (a cui è legato il grado di polim.)ponderale ("", "" le proprietà meccaniche).

PM numerale = PM_n = ∑_i x_in_i con x_i = M_i / M_tot (n_i è il n° di molecole con PM un.).

PM ponderale = PM_w = ∑_i f_in_i con f_i = M_i / M_tot

Indice di polidispersione

IPD = ^PM_w/_PMn

È importante per indicare le caratteristiche del materiale.IPD = 1 → catene lunghe uguali → polimero monodisperso (utopico)

Di solito 1,5 < IPD < 2,5.

Peso molecolare e proprietà meccaniche

PM porta di norma ad un aumento delle proprietà meccaniche a causa dell’aumento dei vincoli tra le catene (entanglements)

Viscosità troppo elevata -> no lavorazione possibile.

Peso molecolare e viscosità

Teoria di Foxy -> = K ⋅ (PM_n)

Teoria di Bueche -> = K ⋅ (PM_n)^3.4

↑ PM, ↑ entanglements, ↑ viscosità

→ ​aggrovigliamenti

Melt Flow Index

ha senso se determinata secondo le ISO!

Proprietà tecnologica -> consiste nel misurare il peso del polimero che fluisce in un capillare in 10 minuti ad una data temperatura (_c 200°c) sotto un peso noto (~ 2 - 5 Kg)

Melt Volume Rate -> MFR = ρ⋅MVR

Dal MFR del polimero dipende la tecnologia di lavorazione

[ ↑ PM, ↑ , ↓ MFI ]

Classificazione polimeri in base all’origine

• Naturali (cellulosa, amido.) → polisaccaridi, proteine, gomma, resine
• Artificiale/semi sintetici (acetato/nitrato di cellulosa)
• Sintetici (PE, PP, PS, PVC ...)
  • Poliesteri (PET)
  • Poliammidi (PA 6, PA 6)